基于容器技术的多OS的研究与实现

摘要

随着智能终端的迅速发展，智能手机已成为广大用户不可或缺的通讯设备。近几年，智能手机用户量迅猛增长，随之而来的是用户的短信、通话记录、照片、甚至是隐私文件被存储在了手机中，因此，手机对用户信息的保护问题不容忽视。Google开发团队从系统层面去提高安全性做出了大量的努力，比如，对系统设置了root权限和普通权限；其次，实现了Android系统多用户功能；还有，对用户进行身份认证，通过密码或者指纹识别的方式进行身份验证，防止非本机用户进入系统，窃取用户信息对系统进行。但是这并没有解决智能终端的安全问题，当用户浏览网页信息时，手机经常出现被病毒感染，用户信息被更改、盗取的情况。因此，很多企业要求员工随身携带两部手机，一部用作工作用机，一部作为生活用机，以确保公司机密安全。
　　本论文采用容器（Container）技术实现Android系统虚拟化。实现在一个平台上运行一个原生Android系统和一个精简版的Android系统。并在此基础上实现Input设备和Sensor设备以及其他设备复用技术，为在同一个内核上运行两个Android OS提供支持。两个系统之间，应用，数据等相关存储信息隔离，不同系统之间相互独立、互不影响。在双OS系统中，一个系统作为生活系统，另一个作为工作系统，根据工作场景，对工作系统进行定制。这样，企业用户避免了随身携带多部手机的资源浪费情况，同时，当生活用机被攻击，感染病毒时，工作用机还能正常使用，降低了公司信息被盗取的可能性，提高了整个系统的安全性。另外，为解决双Android启动耗时问题，本论文通过裁剪和采用分布式检查点工具为系统创建还原点这这两种方式实现双Android系统快速启动，缩短系统启动时长，提高系统的启动速度。
　　最后，对双Android5.0.1系统的创建、启动、切换等操作以及Sensor设备和Input设备复用的实现在Linux Kernel3.4版本和nubia Z7平台上进行测试，可以看到，两个系统互相独立的运行在nubia Z7平台上，而对于系统的ROM和RAM开销，并不是成倍增加。从第六章的快速启动测试可以看出，运用分布式检查点工具和裁剪的方式均能使双系统的启动速度得到提高。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 当今国内外研究现状

1.3 本文的主要工作与创新

1.4 本文的结构安排

第二章 Linux容器技术理论基础

2.1 Linux Cgroups机制介绍

2.2 Linux Namespace机制介绍

2.3 本章小结

第三章 采用Linux容器技术的双Android框架的设计与实现

3.1 双Android的系统框架设计

3.2 双Android系统容器管理模块的实现

3.3 一个轻量级Android的实现

3.4 本章小结

第四章 双Android系统的设备虚拟化的实现

4.1 在Linux内核中实现新的命名空间

4.2 Input设备虚拟化的实现

4.3 Sensor设备虚拟化的实现

4.4 其它设备的复用

4.5 本章小结

第五章 双Android系统快速启动技术的实现

5.1 采用DMTCP工具的Android快速启动实现

5.2 通过系统裁剪实现快速启动

5.3 本章小结

第六章 系统运行与测试

6.1 测试环境

6.2 双系统间切换测试

6.3 Sensor设备测试

6.4 Input输入系统测试

6.5 两个系统间隔离性测试

6.6 其它设备测试

6.7 系统性能开销测试

6.8 快速启动测试

6.9 本章小结

第七章 全文总结和展望

7.1 全文总结

7.2 内容展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果